Оптико-механические схемы оптиметра и длинномера

3.1. Вертикальный оптиметр.

Оптиметрами принято называть контактные оптико-механические приборы для измерения линейных размеров с преобразователем в виде рычажно-оптического устройства, которое малые перемещения измерительного наконечника преобразует в большие наблюдаемые перемещения шкалы. Общий вид оптиметра показан на рис.1

Рис.1 Вертикальный оптиметр

Оптиметры состоят из отсчетного устройства – трубки оптиметра и устройства для установки трубки и базирования измеряемой детали.

Устройство оптиметра основано на принципе оптического рычага (п.2). Автоколлимация лучей обеспечивается зеркалом, которое может поворачиваться на небольшой угол при перемещении измерительного стержня, что вызывает пропорциональное ему перемещение изображения шкалы относительно неподвижного штриха-указателя.

Передаточное число оптиметра u_p определяется отношением величины смещения у луча при повороте зеркала на угол a к перемещению измерительного стержня на величину х:

u_p = y/x

x=l tga, где a - угол поворота зеркала при перемещении стержня на длину х;

y=F tg2a, где F – фокусное расстояние объектива, т. е. длина оптического плеча рычага.

Отсюда:

Перемещение х весьма мало по сравнению с величиной l (рис.2), поэтому можно заменить tga » a и tg2a » 2a; тогда: .

Полная величина передаточного числа трубки будет равна

u = u_p V_ок,

где V_ок – увеличение окуляра. V_ок = 12.

F = 200 мм, l = 5 мм, и тогда u = 960, то есть перемещение наконечника увеличивается на отсчетном устройстве в 960 раз.

Для обеспечения цены деления головки 0,001 мм шкала на пластине 3 имеет интервал 0,08 мм, а с учетом увеличения окуляра видимый интервал составляет 0,08х12 = 0,96, а общее передаточное число u = 960/0,96 = 1000

3.2 Вертикальный оптический длинномер

Длиномерами называются оптико-механические приборы, оснащенные подвижной шкалой, расположенной на линии измерения.

Принципиальной особенностью этих приборов является полное соблюдение принципа Аббе. Принцип Аббе заключается в том, что при измерении размера методом сравнения с мерой погрешность измерения будет меньше, если меру и измеряемый размер располагать на одной прямой (последовательно, а не параллельно).

Внешний вид вертикального длинномера показан на рис.2.

Рис.2. Вертикальный длинномер

Оптическая схема вертикальных длинномеров функционально разделяется на 3 группы:

- осветительная, позволяющая конденсировать свет от лампочки в пучок параллельных лучей;

- измерительная, представляющая собой подвижную пиноль, на которой размещается измерительный наконечник несет в себе подвижную основную шкалу. Пиноль содержит основную шкалу, нанесенную на стеклянной пластине через 1 мм и имеющую 100 делений;

- отсчетная, представляющая собой отсчетный спиральный микроскоп (ОМС). Полное значение отсчета по отсчетному спиральному микроскопу состоит из:

1) значения основной шкалы в мм, видимого в поле зрения в зоне витков двойной спирали;

2) значения неподвижной шкалы с = 0,1 мм, ближайшего меньшего по отношению к штриху основной шкалы;

3) значения штриха круговой шкалы с = 0,001 мм, оказавшегося против указателя при расположении витка двойной спирали по бокам штриха основной шкалы.